【正文】 動(dòng)和夾緊、放松動(dòng)作和位置控制，并能實(shí)現(xiàn)手動(dòng)操作和自動(dòng)操作方式。；手爪是通過(guò)氣缸、彈簧的作用來(lái)夾持物品，夾持力是靠調(diào)節(jié)彈簧的預(yù)壓縮調(diào)整。圖21為機(jī)械手簡(jiǎn)圖,其中SQ1上限開關(guān)，SQ2左限，SQ3下限開關(guān)，SQ4光電開關(guān)，SQ5夾緊，SQ6右限。工作原理 機(jī)械手是一個(gè)水平、垂直運(yùn)動(dòng)的機(jī)械設(shè)備，用來(lái)將工件由左工作臺(tái)搬到右工作臺(tái)?！比毡竟I(yè)機(jī)器人協(xié)會(huì)對(duì)工業(yè)機(jī)器人的定義:“一種裝備有記憶裝置和最終執(zhí)行裝置，能夠完成各種移動(dòng)來(lái)代替人類勞動(dòng)的通用機(jī)器。國(guó)內(nèi)外對(duì)機(jī)器人及機(jī)械手所作的定義不盡相同。在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的機(jī)械手叫做“工業(yè)機(jī)械手”。 【關(guān)鍵詞】：篩選機(jī)械手，AT89C51 單片機(jī)，LMD18200 電機(jī)控制芯片，PWM技術(shù)，電機(jī)控制。隨著工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展的需要，機(jī)械手在工業(yè)應(yīng)用中越來(lái)越重要。文章主要敘述了機(jī)械手的設(shè)計(jì)過(guò)程 ，文章中介紹了機(jī)械手的設(shè)計(jì)理論與方法。Abstract The manipulator technology involves to the electron, mechanics, the automatic control technology, the sensor technology and the puter technology and so on scientific field, is an interdisciplinary prehensive technology. Along with the industrial automation need to develop, the manipulator is getting more and more important in the industrial application. The article mainly narrated manipulator39。在實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)用機(jī)械手可以提高生產(chǎn)的自動(dòng)化水平和勞動(dòng)生產(chǎn)率，可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、保證產(chǎn)品質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織對(duì)機(jī)器人的定義:機(jī)器人是一種能自動(dòng)定位、可控的可編程的多功能操作機(jī)。”它又分為以下兩種情況來(lái)定義:(1)工業(yè)機(jī)器人:“一種能執(zhí)行與人的上肢類似動(dòng)作的多功能機(jī)器。有上升、下降運(yùn)動(dòng)，左移、右移運(yùn)動(dòng)和夾緊、放松動(dòng)作和位置控制。圖21 機(jī)械手簡(jiǎn)圖這個(gè)機(jī)械手具有二個(gè)直線運(yùn)動(dòng)和一個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)自由度用于將源工作臺(tái)上的物品搬到其左側(cè)或右側(cè)目的工作臺(tái)上。 機(jī)械手的基本結(jié)構(gòu)由感知部分、控制部分、主機(jī)部分和執(zhí)行部分四個(gè)方面組成。當(dāng)機(jī)械手在原點(diǎn)位置下啟動(dòng)按鈕，系統(tǒng)啟動(dòng)，左傳送帶運(yùn)轉(zhuǎn)。整個(gè)機(jī)械手一共用到三個(gè)氣缸，單片機(jī)需要控制每個(gè)氣缸的動(dòng)作：橫梁長(zhǎng)氣缸的內(nèi)外調(diào)，執(zhí)行氣爪的夾持與放松、豎導(dǎo)桿氣缸的升降、各氣缸的定位控制和旋轉(zhuǎn)軸的定位控制，另外兩個(gè)是工件計(jì)數(shù)和故障報(bào)警。它的特點(diǎn)是除具備普通機(jī)械的物理性能外，還具備通用機(jī)械、記憶智能的三元機(jī)械。這種機(jī)械手在國(guó)外稱為“Mechanical Hand”，它是為主機(jī)服務(wù)的，由主機(jī)驅(qū)動(dòng)，除少數(shù)外，工作程序一般是固定的，因此是專用的。機(jī)械手上移和下移的動(dòng)作由氣動(dòng)閥控制，需要另外設(shè)置一個(gè)該氣動(dòng)閥的開關(guān)，如SQ10，若SQ10=1，則上移；若SQ10=0，則下移。 由于本設(shè)計(jì)中精度要求較高，首先排除了極坐標(biāo)式和關(guān)節(jié)坐標(biāo)式，而且它們還存在平衡問(wèn)題，直角坐標(biāo)式靈活性差，不利于提高工作效率。剩下絲桿傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)，從零件的加工方面考慮，最終確定了加工較為簡(jiǎn)單的齒輪傳動(dòng)。通過(guò)電磁閥的通斷來(lái)控制工件的抓取和放下，操作方便。電機(jī)選擇相對(duì)較為簡(jiǎn)單，由于步進(jìn)電機(jī)有步距角誤差，機(jī)械手在齒輪傳動(dòng)和擺動(dòng)時(shí)會(huì)進(jìn)一步放大該誤差，因此選擇伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。由于三臺(tái)電機(jī)不是同時(shí)控制，因此不存在相互間的干擾，從而增強(qiáng)了整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 標(biāo)準(zhǔn)的微型伺服馬達(dá)有三條控制線，分別為：電源、地及控制。其主要技術(shù)參數(shù)如下：轉(zhuǎn)速： 秒／60 度。l 12V 和24V 電源供電。前者成為碼盤，后者稱碼尺．按照讀出方式編碼器可以分為接觸式和非接觸式兩種．接觸式采用電刷輸出，一電刷接觸導(dǎo)電區(qū)或絕緣區(qū)來(lái)表示代碼的狀態(tài)是“１”還是“０”；非接觸式的接受敏感元件是光敏元件或磁敏元件，采用光敏元件時(shí)以透光區(qū)和不透光區(qū)來(lái)表示代碼的狀態(tài)是“１”還是“０”。旋轉(zhuǎn)增量式編碼器以轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)輸出脈沖，通過(guò)計(jì)數(shù)設(shè)備來(lái)知道其位置，當(dāng)編碼器不動(dòng)或停電時(shí)，依靠計(jì)數(shù)設(shè)備的內(nèi)部記憶來(lái)記住位置。為此，在工控中就有每次操作先找參考點(diǎn)，開機(jī)找零等方法。需要提高分辨率時(shí)，可利用 90 度相位差的 A、B 兩路信號(hào)進(jìn)行倍頻或更換高分辨率編碼器。 在機(jī)械手的設(shè)計(jì)中，通常使用角接觸球軸承、圓錐滾子軸承或深溝球軸承和推力球軸承的組合件。2. 單片機(jī)特點(diǎn)1) 優(yōu)異的性能價(jià)格比。3) 控制功能強(qiáng)。3. 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)1) 89C52 系列單片機(jī)基本配置如下：a) 微處理器 該單片機(jī)中有一個(gè)8 位的微處理器，與通用的微處理器基本相同，同樣包括了運(yùn)算器和控制器兩大部分，只是增加了面向控制的處理功能，不僅可處理數(shù)據(jù)，還可以進(jìn)行位變量的處理。e) 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 片內(nèi)有2 個(gè)16 位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器， 具有四種工作方式。h) 特殊功能寄存器 共有21 個(gè)，用于對(duì)片內(nèi)的個(gè)功能的部件進(jìn)行管理、控制、監(jiān)視。ALE：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，ALE 一每機(jī)器周期兩次的信號(hào)輸出，用于鎖存出現(xiàn)在P0 口的低8 位地址。 圖41 89c51 引腳圖 驅(qū)動(dòng)芯片的選擇 在微機(jī)控制系統(tǒng)中，還要處理另一類數(shù)字量，即開關(guān)信號(hào)、脈沖信號(hào)。開關(guān)量的輸出接口實(shí)質(zhì)上是利用計(jì)算機(jī)做“弱電”控制“強(qiáng)電”。P0 口的驅(qū)動(dòng)能力較大，當(dāng)其輸出高電平時(shí)，可提供400 m A的電流；當(dāng)其輸出低電平（）時(shí)，的灌電流，如低電平允許提高，灌電流會(huì)相應(yīng)加大。但大多數(shù)場(chǎng)合，單片機(jī)I/O 口的驅(qū)動(dòng)能力是不夠的，必須通過(guò)各種驅(qū)動(dòng)電路的開關(guān)電路來(lái)提高驅(qū)動(dòng)能力。下面介紹 LMD18200 芯片的結(jié)構(gòu)、原理及其典型應(yīng)用。(4) LMD18200 工作原理： 內(nèi)部集成了四個(gè)DMOS 管，組成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的H 型驅(qū)動(dòng)橋。電流檢測(cè)輸出引腳8 可以接一個(gè)對(duì)地電阻，通過(guò)電阻來(lái)輸出過(guò)流情況。 傳感器的確定 顏色傳感器， 通過(guò)一種特殊的三色方式發(fā)揮作用?，F(xiàn)在，多數(shù)的色標(biāo)傳感器都是使用經(jīng)調(diào)制的各種顏色的可見(jiàn)光ＬＥＤ發(fā)射器。 如上圖： CSS—RE—（M18 顏色識(shí)別傳感器）顏色值或顏色 模擬量輸出010V最大顏色選擇度導(dǎo)向光束（紅色）響應(yīng)時(shí)間，典型值：100μs自 檢功能獨(dú)立放大器，1 種顏色自學(xué)功能物體尺寸 5 mm信號(hào)強(qiáng)度010V距離：5200mm白色光源